Qu'est-ce que le charbon actif
Le charbon actif, également connu sous le nom de charbon actif, est une forme de carbone qui a été traitée pour avoir une surface élevée et une structure de pores élevée. Il est fabriqué à partir d'une variété de matériaux, y compris le bois, le charbon et les coques de noix de coco, qui sont carbonisés puis traités avec un agent oxydant, tel que la vapeur ou l'air, pour augmenter la surface et la porosité.
Le charbon actif a une structure hautement poreuse, avec de nombreux petits pores interconnectés qui lui confèrent une grande surface. Cela lui permet d'adsorber, ou d'attirer et de retenir, une large gamme d'impuretés et de contaminants provenant de gaz et de liquides. Il est couramment utilisé dans une variété d'applications, y compris la purification de l'eau, la purification de l'air et l'élimination des contaminants des flux de processus industriels.
Le charbon actif est un adsorbant très efficace et est utilisé dans un large éventail d'industries, y compris les industries chimiques, pharmaceutiques, alimentaires et des boissons et environnementales. Il est également utilisé dans les produits de consommation, tels que les filtres à eau et les purificateurs d'air.
Pourquoi la régénération du charbon actif
La régénération du charbon actif est le processus de restauration de la capacité d'adsorption du charbon actif usé ou usé. Le charbon actif devient moins efficace pour adsorber les impuretés au fil du temps car il devient saturé de contaminants. Lorsque cela se produit, le charbon actif doit être régénéré pour restaurer sa capacité d'adsorption.
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles la régénération du charbon actif est nécessaire :
- Coût : la régénération du charbon actif usagé est généralement moins coûteuse que l'achat de charbon actif neuf, ce qui en fait une option rentable.
- Durabilité : Régénérer le charbon actif usagé au lieu de le jeter et acheter du nouveau charbon actif aide à réduire les déchets et à préserver les ressources.
- Performance : La régénération du charbon actif usagé peut restaurer sa capacité d'adsorption, lui permettant de fonctionner à son niveau optimal.
Dans l'ensemble, la régénération du charbon actif est un processus important qui contribue à garantir une utilisation efficace et rentable du charbon actif, tout en favorisant la durabilité et des performances optimales.
Méthodes courantes de régénération du charbon actif
Il existe plusieurs méthodes courantes utilisées pour régénérer le charbon actif :
Régénération thermique au charbon actif
Le procédé de régénération thermique peut être généralement divisé en trois étapes, la première étant l'étape de séchage du charbon actif saturé. Le charbon actif utilisé contient une grande quantité d'eau, soit environ 50 %. L'étape de séchage évapore l'eau des pores et la matière organique à bas point d'ébullition par chauffage.
Vient ensuite l'étape de carbonisation du matériau adsorbé. La température de cette étape est inférieure à 350°C. Le but de cette étape est de carboniser les substances volatiles dans les pores du charbon actif et les substances organiques à haut point d'ébullition, et les substances organiques à haut point d'ébullition sont décomposées et carbonisées dans les pores du charbon actif.
Enfin, le charbon actif est activé. Dans cette étape, la température est comprise entre 800 et 1000℃, et le carbone laissé à l'étape précédente est oxydé par le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau pour le faire se décomposer. Certains chercheurs ont utilisé cette méthode pour régénérer le charbon actif usagé d'une société pharmaceutique et ont amélioré le processus pour obtenir les meilleures conditions, ce qui a montré que le rendement en charbon actif régénéré pouvait atteindre 86,9 % et le taux de décoloration pouvait atteindre 99,94 %.
La méthode de régénération thermique présente les avantages d'un temps de traitement court, d'un taux de régénération élevé et de l'absence de choix de l'utilisation précédente de déchets de charbon actif. La méthode de régénération thermique présente les avantages d'un temps de traitement court, d'un taux de régénération élevé, d'aucune sélectivité pour l'utilisation précédente de déchets de charbon actif, d'une utilisation universelle de la récupération de charbon actif pour diverses applications et d'aucun déchet liquide généré pendant le processus de régénération. Le processus de régénération ne produit aucun liquide résiduel. La principale pollution générée est la pollution par les gaz d'échappement.
Le four électrique de régénération au charbon actif est le principal équipement de régénération thermique au charbon actif.
Régénération de solvant
Le principe de base de la méthode de régénération du solvant est de rompre la relation d'équilibre entre le charbon actif, l'adsorbant et le solvant, principalement en modifiant le pH, la température et l'humidité dans le solvant, de sorte que la relation d'équilibre de phase d'origine soit rompue et que l'adsorbant soit désorbé du charbon actif.
La méthode de régénération de solvant peut être divisée en méthode de régénération de solvant inorganique et méthode de régénération de solvant organique selon les différents solvants utilisés, qui peuvent être réalisées principalement par les méthodes suivantes : modification de la nature de l'adsorbant par l'interaction entre le solvant et l'adsorbant ; utiliser un solvant dont l'affinité pour l'adsorbant est supérieure à l'affinité du charbon actif pour l'adsorbant Le sorbant est extrait avec un solvant qui a une plus grande affinité pour l'adsorbant que le charbon actif.
La technique de régénération par solvant produit principalement des flux de déchets acides ou alcalins inorganiques et des flux de déchets organiques, dont les flux de déchets inorganiques peuvent être traités par neutralisation.
régénération biologique
La biorégénération a une longue histoire et a été utilisée dans plusieurs domaines traditionnels depuis les années 1970. La méthode de régénération biologique a été largement utilisée dans de nombreux domaines traditionnels depuis les années 1970.
L'idée principale de la biorégénération est de traiter les déchets de charbon actif avec des souches cultivées de bactéries, qui décomposent le matériau adsorbé et le transforment en eau et en dioxyde de carbone dans le but de régénérer les déchets de charbon actif.
La structure microporeuse du charbon actif a une petite taille de pores, la plus petite taille de pores n'est que de quelques nanomètres, de sorte que la bactérie ne peut pas entrer, par conséquent, le processus de régénération de l'autolyse cellulaire du micro-organisme, l'enzyme cellulaire du micro-organisme se fixera à la surface de charbon actif pour former un centre enzymatique, de sorte que la décomposition de l'adsorbant, et enfin atteindre l'objectif de régénération.
Procédé de régénération par oxydation humide et procédé de régénération par oxydation humide catalytique
La méthode de régénération par oxydation humide a été appliquée à l'origine principalement dans le traitement des eaux usées, où de l'air ou de l'oxygène pur est introduit pour oxyder le matériau adsorbé en phase liquide. La méthode de régénération par oxydation humide a été initialement appliquée au traitement des eaux usées en introduisant de l'air ou de l'oxygène pur pour oxyder et décomposer le matériau adsorbé dans le charbon actif usé en phase liquide.
La régénération par oxydation humide s'effectue à haute température et pression et se décompose généralement en deux étapes, à savoir l'étape de contrôle du transfert d'oxygène et l'étape de contrôle de la cinétique de la réaction.
Le procédé de régénération par oxydation humide catalytique, d'autre part, améliore l'efficacité de la régénération et réduit la consommation d'énergie du procédé de régénération par oxydation humide en ajoutant un catalyseur.
Le processus de régénération par oxydation humide des catalyseurs au cuivre préparés par imprégnation avec du charbon actif de déchets catalytiques non homogènes peut améliorer l'efficacité de la régénération de 10 % et réduire le temps de régénération de 10 % par rapport au processus non catalysé.
Cette méthode entraînera une pollution par la poussière et les déchets solides, car ces déchets solides doivent mettre en œuvre la gestion intégrée de la production, de la collecte et du stockage, et les déchets dangereux générés au cours du processus peuvent être remis aux personnes qualifiées concernées. Les déchets dangereux générés au cours du processus peuvent être remis à des unités qualifiées pour traitement.
Régénération électrochimique
Il existe deux principales voies de processus pour la régénération électrochimique, la différence entre les deux est le réacteur utilisé. L'un est un réacteur à cuve agitée intermittente et l'autre est un réacteur électrochimique à lit fixe.
La régénération électrochimique n'est pas un simple système d'électrodes bidimensionnelles, mais un système d'électrodes repolarisées tridimensionnelles. Sous l'action d'un champ électrique externe, le charbon actif va se repolariser, formant un grand nombre de microcellules électrolytiques, et les particules adsorbées sur ces charbons actifs repolarisés vont subir des réactions redox.
En raison du grand nombre de microcellules électrolytiques, une efficacité de régénération élevée peut être obtenue. La méthode de régénération électrochimique peut atteindre des efficacités de régénération de 90 % +.
Le polluant potentiel de cette méthode est la fuite ou l'émission d'électrolyte. L'électrolyte est généralement sélectionné comme milieu acide ou alcalin, de sorte que la solution alcaline ou la solution acide correspondante peut être sélectionnée pour neutraliser et traiter l'électrolyte lorsqu'il est traité puis évacué vers une unité avec une qualification appropriée pour le traitement des eaux usées pour un traitement ultérieur.
Méthode de régénération par rayonnement ultraviolet micro-ondes
La méthode de régénération par rayonnement UV micro-ondes consiste à ajouter une irradiation à la lumière UV pour convertir la matière organique désorbée en dioxyde de carbone dioxygène et en eau et en d'autres substances inorganiques simples, et l'irradiation à la lumière UV peut encore améliorer la méthode par micro-ondes. L'effet thermique de la méthode par micro-ondes.
Le taux de régénération du charbon actif adsorbé au nitrobenzène sulfonate de sodium peut atteindre plus de 99 % à une puissance de 500 w et un débit d'air de 0,024 m3/h en utilisant les UV micro-ondes.
La principale pollution de la méthode de régénération UV micro-ondes est la pollution des gaz résiduaires, y compris l'adsorbant n'ayant pas réagi et le dioxyde de carbone et l'eau après la réaction, qui peuvent être traités par traitement des gaz résiduaires pour répéter la réaction de l'adsorbant n'ayant pas réagi et purifier le gaz résiduaire après avoir terminé réaction.
Lequel choisir
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors du choix d'un schéma de régénération au charbon actif :
- Coût : Le coût du programme de régénération, y compris l'investissement initial dans l'équipement et les coûts d'exploitation permanents, doit être pris en compte.
- Capacité : La capacité du système de régénération, ou la quantité de charbon actif qu'il peut régénérer dans un laps de temps donné, doit être considérée par rapport aux besoins de l'installation.
- Efficacité : L'efficacité du schéma de régénération, ou la quantité d'impuretés et de contaminants qu'il peut éliminer du charbon actif, doit être prise en compte.
- Impact environnemental : l'impact environnemental du système de régénération, y compris les émissions ou les déchets générés, doit être pris en compte.
- Exigences réglementaires : Toute exigence ou norme réglementaire à respecter doit être prise en compte lors du choix d'un programme de régénération.
Dans l'ensemble, il est important d'évaluer soigneusement les coûts, la capacité, l'efficacité, l'impact environnemental et les exigences réglementaires des différents systèmes de régénération du charbon actif afin de déterminer la meilleure option pour une installation donnée.
SUR PLACE VS. HORS SITE
La régénération du charbon actif peut être effectuée sur site ou hors site, selon les besoins et les ressources de l'installation utilisant le charbon actif.
La régénération du charbon actif sur site fait référence au processus de régénération du charbon actif usagé dans l'installation où il est utilisé. Cela permet à l'installation de régénérer le charbon actif selon les besoins, sans qu'il soit nécessaire de le transporter vers un emplacement externe. La régénération sur site peut être plus pratique et plus rentable, car elle réduit le temps et les frais de transport.
La régénération hors site du charbon actif fait référence au processus de régénération du charbon actif usagé dans un lieu distinct, tel qu'une installation de régénération ou un fournisseur de services tiers. Cela peut être nécessaire si l'installation ne dispose pas de l'équipement ou des ressources nécessaires pour effectuer la régénération sur place. La régénération hors site peut être plus coûteuse en raison du coût supplémentaire du transport, mais elle peut être une bonne option pour les installations avec une quantité limitée de charbon actif utilisé qui ne justifie pas le coût de l'équipement de régénération sur site.
Dans l'ensemble, la décision d'effectuer la régénération du charbon actif sur site ou hors site dépendra des besoins et des ressources spécifiques de l'installation utilisant le charbon actif.
CONCLUSION
Dans l'ensemble, la technologie de régénération du charbon actif peut aider à réduire les coûts, à promouvoir la durabilité, à améliorer les performances et à faciliter l'utilisation du charbon actif.
Si vous avez des questions sur le choix de l'équipement, veuillez nous contacter
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